含能材料热点起爆临界温度的估算

推导了估算含能材料(EMs)热点临界起爆温度(Tcr)的Brucman-Guillet表达式。提出了估算Tcr的数值方法。编制了相应的计算机程序。用所编程序算得的结果核实了9种EMs(PETN、RDX、HMX、EDNA、tetryl、EDADN、AN、NG和TNT)的Tcr文献值,认为所编程序适用于Tcr值的快速计算,本文报道的11种EMs(TATB、HNS、HNDACO、HHTDD、BTNDNG、keto-RDX、BTNEDA、PBX-JH-94、PBX-JO-96、TB propellant M32和TB propellant SD)的Tcr值在一定程度上可信。

N,N'-二[(2,2,2-三硝基乙基-N-硝基)]乙二胺的热安全性和密度泛函理论研究(英文)

借助N,N'-二[(2,2,2-三硝基乙基-N-硝基)]乙二胺的恒容标准燃烧热(Qc),不同加热速率(β)非等温DSC曲线离开基线的初始温度(T0)、onest温度(Te)、最大峰顶温度,由Kissinger法和Ozawa法所得的热分解反应活化能(EK,EO)和指前因子(AK),从方程lnβi=ln[A0/be0(orp0)G(α)]+be0(orp0)Te(orp)i所得的值be0(orp0),从方程lnβi=ln[A0/(ae0(orp0)+1)G(α)]+(ae0(orp0)+1)lnTe(orp)i所得的ae0(orp0)值,从方程ln(βi/(Tei-T0i))=ln (A0/G(α))+bTei所得的b值,从方程ln(βi/(Tei-T0i))=ln (A0/G(α))+alnTei所得的a值,估算的比热容(cp)、密度(ρ)、热导率(λ)和分解热(Qd,取爆热之半)数据,Zhang-Hu-Xie-Li公式,Hu-Yang-Liang-Xie公式,基于Berthelot方程和Harcourt-Esson方程计算热爆炸临界温度的公式,Smith方程,Friedman公式,Bruckman-Guillet公式,热力学公式和Wang-Du公式,计算了由理想燃烧反应和Hess定律得到的BTNEDA的恒容标准燃烧能ΔcU(BTNEDA,s,298.15K)和标准生成焓ΔfHmθ(BTNEDA,s,298.15K),β→0时的T0、Te和Tp值(T00,Te0和Tp0),热爆炸临界温度(Tbe0和Tbp0),绝热至爆时间(tTIad),撞击感度50%落高(H50),热点起爆临界温度(Tcr),被350K环境包围的半厚和半径为1m的无限大平板、无限长圆柱和球形BTNEDA的热感度概率密度函数,相应于S(T)与T关系曲线最大值的峰温(TS(T)max),安全度(SD),临界热爆炸环境温度(Tacr)和热爆炸概率(PTE)。得到了评价BTNEDA热安全性的下列结果:(1)ΔcU(BTNEDA,s,298.15K)=-(3478.11±6.41)kJ.mol-1和ΔfHmθ(BTNEDA,s,298.15K)=-(53.546.41)kJ.mol-1;(2)T00=438.73K,TSADT=Te0=440.73K,Tp0=446.53K;Tbe0=449.88K,Tbp0=455.28K;(3)当EK=199.5kJ·mol-1,AK=1020.45s-1,cp=1.12J·g-1.K-1,Qd=3226J·g-1,T0=Te0=440.73K,T=Tb=455.26K,f(α)=3(1-α)2/3,a=10-3cm,ρ=1.87g·cm-3,t-t0=10-4s,Troom=293.15K和λ=0.00269J·cm-·1s-·1K-1,H50=15.03cm,tTIad=1.25s,Tcr,hot,spot=333.86K;对无限大平板,TS(T)max=350K,Tacr=345.47K,SD=28.55%,PTE=71.45%;对无限长圆柱,TS(T)max=354.5K,Tacr=349.73K,SD=39.31%,PTE=60.69%;对球,TS(T)max=357.00K,Tacr=352.42K,SD=45.81%,PTE=54.19%。运用密度泛函理论计算获得了BT-NEDA的优化构型及红外光谱,分析了其分子总能量、前沿轨道能量和原子净电荷分布。

1,3,3-三硝基氮杂环丁烷的热安全性

借助不同加热速率(β)的非等温DSC曲线离开基线的初始温度(T0)、onset温度(Te)和峰顶温度(Tp),Kissinger法和Ozawa法求得的热分解反应的表观活化能(Ek和EO)和指前因子(Ak),Hu-Zhao-Gao方程lnβi=ln[A0/(be0orp0G(α))]+be0orp0Teiorpi求得的be0orp0,Zhao-Hu-Gao方程lnβi=ln[A0/((ae0orp0+1)G(α))]+(ae0orp0+1)lnTeiorpi求得的ae0orp0,微热量法确定的比热容(Cp),以及密度(ρ)、热导率(λ)和分解热(Qd,取爆热之半)数据,Zhang-Hu-Xie-Li公式、Hu-Yang-Liang-Xie公式、Hu-Zhao-Gao公式、Zhao-Hu-Gao公式、Smith方程、Friedman公式和Bruckman-Guillet公式,计算了TNAZ在β→0时的T0,Te和Tp值(T00,Teo和Tp0)、热爆炸临界温度(Tbe和Tbp)、绝热至爆时间(tTlad)、撞击感度50%落高(H50)和热点起爆临界温度(Tcr),得到了评价TNAZ热安全性的结果:TSADT=Te0=485.81K,Tp0=497.38K,Tbeo=499.50K,Tbp0=513.45K,tTlad=8.90s(n=0),tTlad=8.96s(n=1),tTlad=9.01s(n=2),H50=28.88cm,Tcr=641.46K(Troom=293.15K),Tcr=658.89K(Troom=300K),表明:(1)TNAZ对热是稳定的;(2)撞击感度好于环三亚甲基三硝胺(RDX);(3)热点起爆临界温度高于RDX,而界于1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)和六硝基茋(HNS)之间.